DE3617166A1 - Verfahren zum gravimetrischen fuellen von behaeltnissen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum gravime­ trischen Füllen von Behältnissen mit pulverigem, körnigen oder flüssigem Gut, bei dem der fließfähige Zulaufstrom zu­ nächst ununterbrochen zuläuft und vor Erreichen des Mengen­ sollwertes unterbrochen wird.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE-OS 28 10 810 bekannt. Bei diesem dient die einmalige Unterbrechung des Zulaufstromes der Messung des Nachfalls, mit deren Ergebnis das rechtzeitige Beenden des Zulaufs des Gutstromes kurz vor Erreichen des Mengensollwertes möglich ist. Dieser Nachfall ist dadurch bedingt, daß erstens für den Schließvorgang des Absperrorgans in der Zuführleitung oder dem -stutzen eine endliche Zeitdauer benötigt wird, in der ein der zunehmenden Verkleinerung der Zuführöffnung entsprechender Gutstrom noch in das Behältnis läuft und das Gesamtgewicht erhöht; zweitens befinden sich unmittelbar nach Abschluß des Schließvorganges immer noch mehr oder minder große Gutmengen in der Zuführ­ leitung oder dem -stutzen hinter dem Absperrorgan, insbe­ sondere aber in dem Zwischenraum zwischen der Zuführleitung oder dem -stutzen und dem Behältnisboden, wodurch das Gewicht nach dem Betätigen des Absperrorgans nachträglich noch er­ höht wird.

Unter "Unterbrechung" oder "Verminderung" des Zulaufstromes wird im Sinne der Erfindung jede vollständige oder teilweise Abschaltung des Zulaufstromes während einer frei wählbaren Dauer und das anschließende Weiterlaufen des Zulaufstromes verstanden.

Das durch die DE-OS 28 10 810 bekannte Verfahren zum Ab­ schalten des Grob- und/oder Feinstromes nach der Zeit oder nach dem Gewicht hat den Nachteil, daß vor dem Abschaltpunkt mindestens zwei Gewichtswerte und die zwischen ihnen liegende Zeitspanne bestimmt werden müssen, aus denen sich der Ab­ schaltpunkt unter Zuhilfenahme einer Erfahrungsgröße voraus­ bestimmen läßt; außer dieser aufwendigen Messung und Rechen­ operation ist eine sehr genaue, kontinuierliche oder quasi­ kontinuierliche Messung des Ist-Gewichtes oder der Zeit er­ forderlich, um das Erreichen des Abschaltpunktes exakt zu erfassen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Verfahren auf einfache Weise möglichst schnell und genau den Mengensollwert zu erreichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Hauptanspruches vor. Die Merk­ male der Unteransprüche dienen der Verbesserung und Weiter­ entwicklung der Merkmale des Hauptanspruches.

Die Erfindung baut auf dem Gedanken auf, den Zulaufstrom relativ lange ununterbrochen laufen zu lassen und während der Endphase des Befüllvorganges das Zulaufgut nur noch taktweise zuzugeben, wobei zur Erlangung eines dem Soll-Ge­ wicht sehr nahen Ist-Gewichtes mit der Annäherung an das Soll-Gewicht eine Änderung der Taktgrößen eingehalten wird.

Zwar ist es bekannt, pulverförmiges oder körniges Gut in einem pulsierenden Strom einem Behältnis zuzuführen (offen­ kundig vorbenutzte Austrage- und Dosiereinrichtungen der Firma Nutapac, Hagen/Westf.). Diese Pulsation ist zur Ver­ meidung des Verstopfens oder der Brückenbildung in den Zu­ leitungen vorgesehen, wobei die Frequenz und die Perioden­ länge der Öffnungszeiten bei einem bestimmten Material gleich sind und von daher dem Fachmann keinen gedanklichen Hinweis für das gravimetrische Befüllen eines Behältnisses geben konnten, bei dem das möglichst genaue gewichtsmäßige An­ fahren des Soll-Wertes die Aufgabe bildet.

Durch die Erfindung wird unter anderem der Vorteil erreicht, daß die Zulaufstromstärke relativ lange vergleichsweise groß sein kann - und zwar auch während der Schlußphase, d. h. des Feinstroms des Befüllvorganges, in dem die Gutzugabe taktweise erfolgt. - Während der taktweisen Gutzugabe kann zur Änderung der Zulaufstromstärke entweder die Taktdauer oder die Fördergeschwindigkeit von Zugabetakt zu Zugabetakt oder nach einer Reihe gleicher Zugabetakte geändert werden oder aber es werden beide Einflußgrößen geändert. Besonders vorteilhaft erweist sich die Möglichkeit, die Zuführleitung oder den -stutzen während eines Arbeitstaktes lediglich teilweise zu schließen und zu öffnen. Eine optimale Nutzung der Zugabetakte im Sinne eines möglichst schnellen und ge­ nauen Erreichens des Mengensollwertes wird vorteilhafter Weise mittels eines Micorprozessors erreicht.

Die Änderung der Zulaufmenge je Zeiteinheit mit zunehmender Anzahl der Zugabetakte ist keine während des Füllvorganges zu bestimmende Größe, ist vielmehr von den Eigenschaften des Zulaufgutes sowie den Besonderheiten des Zuführorganes und der räumlichen Verhältnisse der Befüll- und Wägeeinrichtung sowie der zu befüllenden Behältnisse abhängig und wird vor Beginn einer Periode mit mehreren Füllvorgängen eingegeben und gegebenenfalls nach einer gewissen Anzahl von Füllvor­ gängen überprüft, d. h. sofern sich diese Einflußgrößen nicht ändern, können der zeitliche Gewichtszunahmeverlauf des Ist-Gewichtes und entsprechend die einzelnen Zugabetakte fest programmiert bleiben.

Auf der Zeichnung ist in den Fig. 1 und 2 je eine Zeit-Gewichts-Kurve des Endabschnitts eines Füllvor­ ganges dargestellt, wobei

Fig. 1 eine gleichmäßige Gewichtszunahme bei unterschiedlichen Taktzeiten und

Fig. 2 unterschiedliche Gewichtszunahmen bei gleichen Taktzeiten erkennen lassen.

Im einzelnen sind in Fig. 1 die Kurvenabschnitte a ₁, a ₂, a ₃, a ₄ der Kurve I durch die Größe ihrer gleichen Gewichtsmengen m und durch die ungleichen Zeitabschnitte Z ₁, Z ₂, Z ₃ und Z ₄ gekennzeichnet, wobei diese Größen Zugabetakte des Zulauf­ gutes bestimmen, die am Anfang jeden Kurvenabschnitts a ₁, a ₂ . . . beginnen und am Ende desselben aufhören und den nächsten Takt beginnen lassen. An diesen so gekennzeichneten Punkten kann das Zuführorgan völlig, vorzugsweise aber nur teilweise geschlossen werden. - Es ist aus Fig. 1 erkennbar, daß das Gut zunächst im Grobstrom bis etwa zu dem Kurvenpunkt B zuläuft, um dann im Feinstrom taktweise zugegeben zu werden.

Durch die genannte taktweise Zugabe nähert sich die Kurve I asymptotisch dem Sollwert S. Da für die Zugabe der Gutmenge im letzten Takt vergleichsweise ein langer Zeitraum zur Ver­ fügung steht, ist die Zugabe der letzten Gutmenge im letzten Takt gut beherrschbar und mit einfachen mechanischen Mitteln erreichbar. Es bedarf im Gegensatz zu bekannten Ausführungen und Verfahren nicht der Messung eines Differenzquotienten, nach dem das Abschalten erfolgt. Die Parameter der Takte sind vor Beginn des Füllvorganges aufgrund einer Material­ konstanten, des Materialzustandes, einer Maschinenkonstanten eingegeben, so daß der Verlauf der Kurve I sich für dasselbe Material immer wiederholt und der Abschaltvorgang festgelegt werden kann, z. B. bei A _Z oder unter Berücksichtigung des Nachlaufs bei A _V der Kurve.

Für Fig. 2 und deren Kurve II gilt Vorstehendes entsprechend. Da hier die Gewichtsmengen g ₁, g ₂, g ₃ pro Takt zunehmend kleiner werden (bei gleichlangen Taktzeiten Z), kann eine vor­ teilhafte Annäherung der Kurve II an den Sollwert S auch hier dadurch erreicht werden, daß die Anzahl der Takte variiert wird. Die Kurven I und II nähern sich asymptotisch dem Sollwert S.

Claims (9)

1. Verfahren zum gravimetrischen Füllen von Behältnissen mit pulverigem, körnigen oder flüssigem Gut, bei dem der Zu­ laufstrom im Grobstrom ununterbrochen zuläuft und vor Er­ reichen des Mengensollwertes der Feinstrom unterbrochen oder vermindert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Zu­ laufgut noch nach dem Grobstrom bis zum Erreichen des Men­ gensollwertes (M) taktweise zugegeben wird, die Zulauf­ gutmenge je Zeiteinheit (Zulaufstromstärke) mit zunehmender Anzahl der Zugabetakte (T) sich ändert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Ist-Gewicht dem Mengensollwert (M) asymptotisch nähert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufstromstärke während der einzelnen Zugabetakte (T) auf der Basis des zeitlichen Verlaufes der Zunahme des Ist-Gewichts während des ununterbrochen laufenden Gut­ stromes bestimmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Zulaufstromstärke während der ein­ zelnen Zugabetakte auf der Basis des zeitlichen Verlaufes der Zunahme des Ist-Gewichtes während der Anfangsphase der taktweisen Gutzugabe bestimmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufstromstärke während der einzelnen Zugabetakte auf der Basis des bei der ersten Unterbrechung des Zulaufgutstromes erreichten Gewichtes bestimmt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die taktweise Abnahme der Zulaufstromstärke eingeleitet wird, sobald das Ist-Ge­ wicht ein vorbestimmtes Grenzgewicht (G) überschreitet.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zulaufstromstärken während der einzelnen Zugabetakte sowie die Dauer der einzelnen Zugabetakte mittels einer elektronischen Daten­ verarbeitungsvorrichtung bestimmt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuführorgan für das Zulaufgut während der Zugabetakte stets um einen be­ stimmten Wert geöffnet bleibt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Grenz­ sollwert-Toleranzbereich festgelegt ist und die Zulauf­ menge des letzten Zugabetaktes vor Erreichen des Toleranz­ bereiches ungefähr der Menge dieses Bereiches entspricht.